一个常见循环的加速问题

Question

uchar pixel; //后面省略这句for(int i=0;i<height;i++)
for(int j=0;j<width;j++)
{
  pixel=img[i*width+j];
//省略了其它操作
}想修改以前的程序，发现这样的操作非常频繁，我想进行一些优化，以加快速度。但我看到的有书说不要进行优化，编译器会自动进行。
i*width+j有一个乘法和加法。
下面是我想的减少乘法和加法的操作，在记事本上打出来的，可能有错误。
//1:
int tempIdx;
for(int i=0;i<height;i++)
{
    tempIdx=i*width;
    for(int j=0;j<width;j++)
{
pixel=img[tempIdx+j]; }
}//2: 
int tempIdx;
for(int i=0;i<height;i++)
{
    tempIdx=i*width;
    for(int j=0;j<width;j++)
{
pixel=img[++tempIdx]; }
}//3：
int tempIdx=0;
for(int i=0;i<height;i++)
{
    for(int j=0;j<width;j++)
{
pixel=img[++tempIdx]; }
}//4：
uchar* pImg;
for(int i=0;i<height;i++)
{
    pImg=img[i*width];
    for(int j=0;j<width;j++)
{
pixel=&pImg++; }
}
//5:
uchar* pImg=img;
for(int i=0;i<height;i++)
{
    for(int j=0;j<width;j++)
{
pixel=&pImg++; }
}我的问题是
1需要优化吗？因为可读性可能会降低和引入错误。
2上面的5个都可以代替吧？
3哪种最好？
4有更好的优化方法吗？这个是最简单的情况。有些是先循环列，再循环行，有些行或列下标不是从0开始的，也不是到行尾或列尾才结束，有些循环坐标是递减的。
回复者都有分。

Answer 1

都说现在的CPU对乘法进行了优化，没做过试验，也不知究竟有多大的改善？像LZ这样的例子，乘法应该都可以避免：
int row = 0;
for(int i = 0; i < height; ++i)
{
    for(int j = 0; j < width; ++j)
    {
        pixel = img[row + j];
    }
    row += rowLen;
}

Answer 2

如果仅仅是遍历，还可以int length = height*width;
for(int i = 0; i < length ; ++i)
{
    pixel = img[i];
}如果循环中要使用到i和j值，那其实第一种方法就可以了。
总的来说，楼主优化的目的是什么的？如果是程序运行缓慢，那缓慢的根源是这些循环吗？

Answer 3

我现在程序要识别90帧每秒的图像。开始时最花时间的是分配和释放内存，我把内存一次性分配玩，程序退出后再释放。现在cpu占用率仍然高，把其中一个核心占满了。我觉得最花时间的是这些简单的循环里的乘法，但这仅仅是猜测。所以想优化这个地方，从汇编优化我还未达到这样的水平。程序的debug和release速度差别不大，我觉得编译器没做多少优化。

Answer 4

5个的区别其实都不大,循环已经没有什么优化的余地了,高速图像处理的关键在于运用SSE指令集

Answer 5

正解。现在的编译器对付楼主这种循环已经游刃有余了，编译时加上SSE指令选项即可，速度可以提升很多。

Answer 6

优化的程度依赖于编译器。具体的作用还是得实测才知道。lz可以看看编译器生成的这部分循环的汇编代码，看是否有重复计算，按说应该是没有的。真正要优化，还是得靠向量化，SSE,SSE2,SSE3啥的